See artikkel on mõeldud põlemisprotsessiga üldiseks tutvumiseks. Põhitähelepanu pööratakse selle nähtuse tüüpide mitmekesisusele. Eelkõige keskendume laminaarsele, turbulentsele, heterogeensele ja muudele põlemisliikidele. Räägime tulekahjust eraldi.
Sissejuhatus
Enne kui hakkame rääkima artikli põhiteemast, põlemisliikidest, tutvume mõiste definitsiooniga.
Põlemine on keemilis-füüsikaline protsess; keeruline nähtus eksotermilise reaktsiooni algosalisteks olevate ainete muundumisel põlemissaaduseks. Kaasas suhteliselt suur ja intensiivne soojuse eraldumine. Reservi kujul salvestunud ja algsegude komponentides sisalduv keemiline energia saab samuti eemaldada ning avalduda soojuse ja/või valguse kiirgusena. Valgustsooni nimetatakse esiküljeks või leegiks.
Põlemiskeemilised reaktsioonid “liiguvad” kõige sagedamini mööda hargnenud ahelaga mehhanismi koos pideva isekiirenduse progresseerumisega. Viimane on tingitud soojuse eraldumisest reaktsioonis. Erinev alt teistest tüüpidestoksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonides on põlemisel suur termiline efekt ning aktiveerimisenergia potentsiaal põhjustab suurt sõltuvust reaktsiooni kiiruse ja temperatuuri vahel. Selle nähtuse voolu käivitamiseks on vajalik initsiaatori olemasolu. Inimkond kasutab selle protsessi ja kõigi selle tüüpide potentsiaali. Pika põlemisega katlad, raketi- ja automootorid, erinevad põletid ja palju muud said võimalikuks tänu põlemise uurimisele ja uurimisele.
Klassifikatsioon
Põlemisliigid liigitatakse erinevate kriteeriumide alusel. Näiteks protsessi tüübi määramine sõltub põlemissegu liikumiskiirusest. See erinevus võimaldab eristada aeglase (deflagratsiooni) ja detonatsiooniga põlemise tüüpe. Esimest tüüpi lained on võimelised levima allahelikiirusel ja keemilist reaktsiooni hoitakse alal lööklaine moodustavate reaktiivide kuumutamisega. Küte omakorda vastutab laine liikumise eest allikast (selle leviku eest). Aeglane põlemine on laminaarne ja turbulentne. Detonatsioon toimub alati turbulentsel kujul. Gaaside, tahkete ainete ja vedelike põlemistüüpidel võib olla protsessi mõningaid tunnuseid. See ei ole aga oluline tegur nende klassifitseerimise tingimuste määramisel.
Leek
Põlemistüübid ja põlemistingimused põhjustavad selle artikli põhiobjekti palju erinevaid tüüpe. Inimene kasutab neid olenev alt tegevusalast,alustades igapäevaelust ja lõpetades kosmoserakettide disainiga.
Leegid on osa põlemisprotsessist. Siiski on oluline meeles pidada, et laminaarse või turbulentse tulekahju, hõõgumise jms taustal on see pigem konkreetse tulekahju piirkonna kirjeldus. Leek tähistab helendavat tsooni, mis moodustub g-siooni ajal. Maagaasi põlemisel võib õhutemperatuur tõusta kahe tuhande Kelvinini.
Süsinikkütuse põlemisel tekkiv leek on võimeline suhtlema elektromagnetväljadega. See näitab laetud osakeste olemasolu. Tegelikult on tõestatud, et leegil võib olla nõrg alt ioniseeritud plasma "käitumine". Ioonide tekke eest vastutavat nähtust nimetatakse keemistamiseks.
Laminaarne põlemisvorm
Põlemistüüpidest rääkides peaksime mainima laminaarse g-tioni mõistet. Seda täheldatakse segu väikese voolukiiruse korral. Nii põleb küünal läbi ja gaasipliidid töötavad madala kütusekuluga. Kuid sel juhul segatakse gaas teiste ainetega, mis põhjustab leegi frondi pidevat liikumist esialgsete segude suhtes konkreetselt kindlaksmääratud kiirustingimustega, mis omakorda sõltub temperatuurist, rõhust ja reaktsioonireagentidest. Süütetingimused ei mängi siin rolli.
Turbulentne põlemisvorm
Turbulentne vool on "töö" segu kallal, mida võib määratleda kui turbulentset. Seda reaktsiooni on kõige raskem uurida ja see on väga levinud ka praktilistes rakendustes.mehhanismid ja seadmed. Praeguseks ei ole täielikku turbulentse põlemise teooriat, mis seda protsessi täielikult kirjeldaks.
Turbulentse põlemise uurimisega on seotud palju probleeme. Näiteks põlemise vastastikune mõju turbulentsile ja vastupidi toob kaasa asjaolu, et põlemisprotsess võib kas intensiivistuda soojuse eraldumise tõttu (üle normi) või väheneda. Viimane on tingitud viskoossuse suurenemisest temperatuuri tõusuga.
Heterogeenne põlemine
Teine ainete põlemise liik on heterogeenne reaktsioon. Need protsessid on vastupidised homogeensusele. Selline põlemine toimub heterogeenses süsteemis, st süsteemis, mis sisaldab rohkem kui ühte faasi (näiteks gaas ja vedelik). See hõlmab ka protsesse, mis toimuvad faaside eraldumise piiri tingimustes. Väga sageli mõistetakse heterogeense põlemise all keemilist reaktsiooni, mille käigus selle reagent (kütus) aurustub ja protsess toimub erinevates gaasifaasides. Näiteks on söe põletamine õhus. Siin on süsinik võimeline reageerima hapniku molekulidega ja moodustama süsinikmonooksiidi, mis omakorda võib gaasifaasis läbi põleda ja põhjustada süsihappegaasi teket. Heterogeenset põlemist on mitut tüüpi, mis võivad mehhanismi poolest erineda.
Eriliigid
Suitsemine on aeglase põlemise erivorm. See säilib tänu soojusele, mis vabaneb O2 molekulide reaktsioonil kuuma kondenseerunud ainega. Reaktsioontekib reaktiivi pinnal ja akumuleerub kondensatsioonifaasis.
Tahkefaasi g-ioonid on protsessid, mis toimuvad anorgaanilise ja orgaanilise olemusega pulbrites. Need nähtused liigitatakse automaatlaineks ja eksotermilisteks. Nendega ei kaasne märgatavat gaaside eraldumist.
Põlemist poorses keskkonnas iseloomustab asjaolu, et keskkond ise, näiteks keraamiline maatriks, kuumeneb teatud osa soojuse tarbimise tõttu. Algsegu omakorda soojendab maatriks. Siin toode taastatakse.
Leegivaba põlemine on samuti olemas.
Tulekahju
Tulekahju peetakse sageli üheks põlemisviisiks.
Tuli on protsess, mida inimene ei kontrolli. Tegemist ei ole küll põlemise liigiga, kuid sellegipoolest põhjustab tulekahju palju materiaalset kahju ning on ka loomade, sealhulgas inimeste elule äärmiselt ohtlik. Tule ja selle omaduste avastamise ja uurimise käigus muutus tuleprobleem inimeste elus suhteliselt tavaliseks. Võitlusmeetodite hulgas on tänapäevani peamised ennetusmeetmed ja otsene kaitse. Viimast funktsiooni täidavad kiirreageerimisüksused - tuletõrje. Spetsiaalseid hoiatusi on palju. Nendele teenustele saab helistada numbril 101. Lisaks põhinumbrile on alates 2013. aastast lisandunud ka kõne 112 liinile. Kõige sagedamini kasutatavad tulekustutusmaterjalid on vesi, liiv, tulekustuti, presendid ja asbestimaterjalid.
